NO155427B

NO155427B - Apparatus for producing a dry, cold airflow for the treatment of rheumatic diseases.

Info

Publication number: NO155427B
Application number: NO840333A
Authority: NO
Inventors: Thomas Von Der Bey; Detlef Jankowski; Hartmut Schmidt; Klemens Thoma; Wolfgang Volker
Original assignee: Messer Griesheim Gmbh
Priority date: 1983-02-17
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1986-12-22
Also published as: US4532779A; EP0116834A1; ATE19946T1; DE3305434C2; NO155427C; DE3305434A1; EP0116834B1; NO840333L

Abstract

A device for generating a dry, cold air flow in the treatment of rheumatic diseases includes a cyclone separator as its heat exchange device. The intake line of the cyclone separator is connected to the outlet line of the blower means of a line in which the cryogenic liquefied gas feed ends. The outlet opening of the cyclone generator has attached to it an insulated flexible hose.

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for frembringelse av en tørr, kald luftstrøm for behandling av reumatiske sykdommer av den art som angitt i innledningen til krav 1. The invention relates to an apparatus for producing a dry, cold air stream for the treatment of rheumatic diseases of the kind stated in the introduction to claim 1.

Kuldeterapi for behandling av reumatiske sykdommer ble ut-viklet for noen år siden i Japan og blir mer og mer anner-kjent. Det blir her anvendt så vel generell kroppsterapi som også lokalterapi. Ved den generelle kroppsterapien må pasienten oppholde seg over et visst tidsrom i et rom som er avkjølt til lavtemperatur. Ved lokalterapien blir en kald luftstrøm rettet mot den syke legemesdelen. Oppfinnelsen angår et apparat for lokalterapi. Cold therapy for the treatment of rheumatic diseases was developed a few years ago in Japan and is becoming more and more widely known. Both general body therapy and local therapy are used here. In general body therapy, the patient must stay for a certain period of time in a room that has been cooled to a low temperature. In local therapy, a cold air stream is directed at the diseased part of the body. The invention relates to an apparatus for local therapy.

Den kalde luftstrømmen for lokalterapien må være tørr og isfri. Da luften er avkjølt til ca. -150°C er den i og for seg tørr, men det må bli forhindret at utfrosne ispartikler når kroppsoverflaten. Dette ville føre til forfrys-ninger i det minste i form av mikronekroser. The cold air flow for local therapy must be dry and ice-free. When the air has cooled to approx. -150°C it is dry in and of itself, but frozen ice particles must be prevented from reaching the body surface. This would lead to frostbite at least in the form of micronecrosis.

Fra japansk bruksmønster-utlegningsskrift nr. 30 189/80 (søknad nr. 114 029/78) er kjent et apparat for frembringelse av en tørr, kald luftstrøm for behandling av reumatiske sykdommer, som oppfyller nevnte betingelser. Ved dette apparatet blir en luftstrøm frembrakt av en vifte ledet gjennom en luftkjøler, i hvilken luftstrømmen blir avkjølt til den nødvendige lave temperaturen. Denne luft-kjøleren er en varmeveksler med kjøleslanger, i hvilken flytende nitrogen fordamper. Ved disse kjøleslangene fryses fuktigheten ut. Den tørre, kalde luften blir trukket ut ved hjelp av en isolert slange fra luftkjøleren og til-ført behandlingsstedet. An apparatus for producing a dry, cold air flow for the treatment of rheumatic diseases is known from Japanese utility model specification no. 30 189/80 (application no. 114 029/78), which fulfills the aforementioned conditions. In this apparatus, an air stream is produced by a fan directed through an air cooler, in which the air stream is cooled to the necessary low temperature. This air cooler is a heat exchanger with cooling hoses, in which liquid nitrogen evaporates. These cooling hoses freeze the moisture out. The dry, cold air is extracted by means of an insulated hose from the air cooler and supplied to the treatment site.

Selv om dette kjente apparatet oppfyller tilfredsstillende dets formål har det imidlertid flere ulemper, spesielt med hensyn til økonomien. Således investeringskostnadene for-holdsvis høye da varmeveksleren for avkjøling av luften er heller dyr. Varmeveksleren må bli anbrakt utenfor behandlingsrommet og derfor er det nødvendig med lange ledninger. De lange slangeledningene for den kalde luften er likeledes dyre på grunn av den kompliserte isoleringen. Ved oppstarting må varmeveksleren med sin store masse og ledninger først bli avkjølt før det er mulig å behandle pasienten med kulde. Oppstartingstiden er av denne grunn heller stor. Tapet av kjølemiddel pr. behandling er til-svarende stor. Ved lengre uavbrudt drift, som forekommer ofte i praksis, kan fuktigheten som er frosset ut av luften ise på flaten til varmeveksleren og føre til apparat-utfall. Dette er mulig å unngå når driften av apparatet blir innstilt med regelmessige mellomrom, for å tine opp den utfrosne fuktigheten. However, although this known apparatus fulfills its purpose satisfactorily, it has several disadvantages, especially with regard to economy. Thus the investment costs are relatively high as the heat exchanger for cooling the air is rather expensive. The heat exchanger must be placed outside the treatment room and therefore long cables are necessary. The long hose lines for the cold air are also expensive due to the complicated insulation. When starting up, the heat exchanger with its large mass and wires must first be cooled before it is possible to treat the patient with cold. The start-up time is therefore rather long. The loss of refrigerant per treatment is correspondingly large. In case of longer uninterrupted operation, which often occurs in practice, the moisture that has been frozen out of the air can freeze on the surface of the heat exchanger and lead to appliance failure. This can be avoided when the operation of the appliance is adjusted at regular intervals to thaw the frozen moisture.

For oppfinnelsen ligger oppgaven til grunne å tilveiebringe en tørr, kald luftstrøm for behandling av reumatiske sykdommer, hvor ovenfor nevnte ulemper ikke er tilstede og hvor anordningen er klar for bruk ved lavt kuldemiddelfor-bruk og som er egnet for vedvarende bruk. For the invention, the task is to provide a dry, cold airflow for the treatment of rheumatic diseases, where the above-mentioned disadvantages are not present and where the device is ready for use with low refrigerant consumption and which is suitable for continuous use.

Ovenfornevnte blir tilveiebrakt ved hjelp av et apparat av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. The above is provided by means of an apparatus of the type mentioned at the outset, the characteristic features of which appear in claim 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av krav 2. Further features of the invention appear in claim 2.

Grunntanken for oppfinnelsen består deri å tilveiebringe et apparat, ved hvilket varmeutvekslingen mellom flytendegjort gass med lav temperatur, altså hovedsakelig nitrogen og luft foregår direkte. For dette blir flytendegjort gass ført inn i innf øringsledningen til en syklonutskiller. Luften blir derved straks avkjølt og fuktigheten som er inneholdt i den fryses ut i form av ispartikler. The basic idea for the invention consists in providing an apparatus, in which the heat exchange between liquefied gas with a low temperature, i.e. mainly nitrogen and air takes place directly. For this, liquefied gas is fed into the inlet line to a cyclone separator. The air is thereby immediately cooled and the moisture contained in it is frozen out in the form of ice particles.

Ved syklonutskilleren fortsetter varmeutvekslingen og isen utskilt. Den utskilte fuktigheten samler seg i den nedre delen av syklonutskilleren og tiner opp der, og blir av og At the cyclone separator, the heat exchange continues and the ice is separated. The separated moisture collects in the lower part of the cyclone separator and thaws there, leaving and

til fjernet som vann, f.eks. ved driftspauser. to removed as water, e.g. during breaks in operation.

Ved anvendelse av flytende nitrogen som kjølemiddel kan lege og pasient bli utsatt for for stor nitrogenansamling i luften som pustes inn. For å unngå denne faren blir rommessig i nærheten av anordningen ifølge oppfinnelsen anbrakt en avtrekksventilator som blir innkoplet ved innkopling av apparatet. Ved elektrisk sperring blir dessuten bevirket at tilførselen av flytende nitrogen blir avbrudt når avluftsventilatoren ikke er i drift. Slike sik-ringstiltak er imidlertid unødvendige når flytende luft blir anvendt som kjølemiddel. When using liquid nitrogen as a refrigerant, doctor and patient can be exposed to excessive nitrogen accumulation in the air that is breathed in. In order to avoid this danger, an exhaust fan is placed spatially in the vicinity of the device according to the invention, which is switched on when the device is switched on. In the case of electrical blocking, the supply of liquid nitrogen is also interrupted when the exhaust ventilator is not in operation. However, such safety measures are unnecessary when liquid air is used as a cooling medium.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av et ut-førelseseksempel med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av et apparat med separat, avtagbar forrådsbeholder for flytende nitrogen. Fig. 2 viser skjematisk apparatet på fig. 1 i forbindelse med en avluftsventilator. The invention will now be described in more detail by means of an embodiment with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a perspective view of an apparatus with a separate, removable storage container for liquid nitrogen. Fig. 2 schematically shows the apparatus in fig. 1 in connection with an exhaust fan.

Det på fig. 1 viste apparat har i sitt indre en innretning for frembringelse av kaldluftstrømmen, hvis driftsstart og overvåkning foregår ved hjelp av armaturen og bryteren på frontsiden 1 av apparatet. Ut av apparatet er ført en fleksibel isolert slange 2, som ender i et håndstykke 3. Apparatet har videre en tilslutningsåpning 4 for tilførsel av flytende nitrogen og en plugg 5 for tilveiebringelse av en elektrisk forbindelse. Apparatet har videre en separat avtagbar forrådsbeholder 6 for flytende nitrogen. Denne forrådsbeholderen 6 inneholder i sitt indre det egentlige nitrogenlageret 7. Den har videre en tilslutning 8, gjennom hvilken flytende nitrogen kan flyte ut fra nitrogenlageret 7. Videre er en plugg 9 for tilførsel av elektrisk energi anordnet. Apparatet er startklart så snart forrådsbeholderen 6 er tilkoplet, idet pluggene 5 og 9 så vel som tilslutningsåpningen 4 og tilslutningen 8 er i inngrep. That in fig. The device shown in 1 has in its interior a device for generating the cold air flow, the start of operation and monitoring of which takes place using the fixture and the switch on the front side 1 of the device. A flexible insulated hose 2 is led out of the device, which ends in a handpiece 3. The device also has a connection opening 4 for the supply of liquid nitrogen and a plug 5 for providing an electrical connection. The device also has a separate removable storage container 6 for liquid nitrogen. This storage container 6 contains in its interior the actual nitrogen storage 7. It also has a connection 8, through which liquid nitrogen can flow out from the nitrogen storage 7. Furthermore, a plug 9 for the supply of electrical energy is arranged. The device is ready to start as soon as the storage container 6 is connected, as the plugs 5 and 9 as well as the connection opening 4 and the connection 8 are engaged.

Fig. 2 viser apparatet på fig. 1 skjematisk. Ut fra nitrogenlageret 7 blir ved hjelp av pumpen 10 trukket ut flytende nitrogen. Forbindelsen mellom tilslutningen 8 og tilslutningsåpningen 4 er tilveiebrakt ved hjelp av en hurtigkopling 11. I tilslutningen 8 som er forlenget ved hjelp av hurtigkoplingen 11 befinner seg videre en magnet-ventil 12 og en regulerbar blende 13. Luftstrømmen blir frembrakt ved hjelp av en vifte 14 som suger luft gjennom filteret 15. Utstrømningsåpningen til viften 14 er forbundet med innløpsåpningen til en syklonutskiller 17 via en ledning 16. Ifølge oppfinnelsen ender tilslutningen 8 fra nitrogenlageret 7 i ledningen 16. Til en utløpsstuss 18 fra syklonutskilleren 17 er tilsluttet den isolerte slangen 2 med håndstykket 3. Ved den nedre koniske delen til syklonutskilleren 17 befinner seg en ventil 19, til hvilken en vannutskiller og fordamper 20 er tilsluttet. I nærheten av håndstykket 3 befinner seg en temperaturmåle-innretning 21. Videre befinner seg i rommessig nærhet av apparatet en avtrekksventilator 22. Ved hjelp av en ikke-vist elektrisk forbindelse blir tilveiebrakt at avtrekksventilatoren 22 innkoples tvangsmessig med en gang apparatet blir innkoplet. Ved hjelp av en likeledes ikke-vist elektrisk låsing blir dessuten tilveiebrakt at nitro-gentilførselen blir avbrudt ved hjelp av magnetventilen 12 dersom avtrekksventilatoren 22, f.eks. på grunn av en teknisk feil, ikke lengre er i drift. Likeledes er i rommessig nærhet av apparatet ifølge oppfinnelsen anordnet et oksygenvarslerapparat 23, som imidlertid ikke står i noen funksjonsmessig ledende forbindelse med apparatet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 shows the device in fig. 1 schematically. Liquid nitrogen is extracted from the nitrogen storage 7 with the help of the pump 10. The connection between the connection 8 and the connection opening 4 is provided by means of a quick coupling 11. In the connection 8, which is extended by means of the quick coupling 11, there is also a solenoid valve 12 and an adjustable aperture 13. The air flow is produced by means of a fan 14 which sucks air through the filter 15. The outflow opening of the fan 14 is connected to the inlet opening of a cyclone separator 17 via a line 16. According to the invention, the connection 8 from the nitrogen storage 7 ends in the line 16. The insulated hose 2 with the handpiece 3. At the lower conical part of the cyclone separator 17 there is a valve 19, to which a water separator and evaporator 20 is connected. In the vicinity of the handpiece 3 is a temperature measuring device 21. Furthermore, in the spatial proximity of the device is an exhaust fan 22. By means of an electrical connection not shown, it is ensured that the exhaust fan 22 is switched on forcibly as soon as the device is switched on. By means of an electric locking device, which is also not shown, it is also provided that the nitrogen supply is interrupted by means of the solenoid valve 12 if the exhaust fan 22, e.g. due to a technical error, is no longer in operation. Likewise, in spatial proximity to the device according to the invention, an oxygen warning device 23 is arranged, which, however, is not in any functionally conductive connection with the device according to the invention.

Ved innkopling av apparatet koples avtrekksventilatoren 22, viften 14 og pumpen 10 samtidig. Derved blir flytende nitrogen sprøytet inn i ledningen 16 via tilslutningen 8. Det foregår en direkte varmeutveksling mellom det i ledningen 16 innsprøytede nitrogen og luften fra viften 14. Da så vel ledningen 16 som også syklonutskilleren 17 har liten masse avkjøles hele innretningen hurtig slik at det kun er nødvendig med små mengder nitrogen for å avkjøle apparatet ifølge oppfinnelsen til den ønskede driftstem-peraturen. Den i luften fra viften 14 inneholdte fuktighet fryses ut i form av ispartikler, som på i og for seg kjent måte blir utskilt fra syklonutskilleren 17. Denne samler seg i den nedre kjegleformede delen til syklonutskilleren 17 hvor den tines opp igjen og fra tid til annen blir ført ut ved hjelp av ventilen 19 i vannutskilleren og fordampe-ren 20. Den tørre, kalde luften noe anriket med nitrogen forlater syklonutskilleren 17 gjennom utløpsstussen 18, den isolerte fleksible slangen 2 og håndstykket 3. Den føres direkte på kroppspartiet som skal behandles. Temperaturen til luftstrømmen blir styrt og regulert ved hjelp av temperaturmåleinnretningen 21. Temperaturregulatoren er svært enkel da det kun er nødvendig å variere ...mengden av det innsprøytede nitrogenet. Også luftmengdéh kan lett bli variert ved endring av omdreiningstaTlet til viften 14. Den nitrogenanrikede luften blir stadig siigd bort av av-luf tsventilatoren 22. Skulle oksygeninnholdet likevel falle under en tillatelig verdi blir dette vist optisk og akustisk ved hjelp av oksygenvarselapparatet 23. When the appliance is switched on, the exhaust fan 22, the fan 14 and the pump 10 are switched on at the same time. Thereby, liquid nitrogen is injected into the line 16 via the connection 8. A direct heat exchange takes place between the nitrogen injected into the line 16 and the air from the fan 14. Since both the line 16 and the cyclone separator 17 have little mass, the entire device cools quickly so that only small amounts of nitrogen are needed to cool the device according to the invention to the desired operating temperature. The moisture contained in the air from the fan 14 is frozen out in the form of ice particles, which in a known manner are separated from the cyclone separator 17. This collects in the lower cone-shaped part of the cyclone separator 17 where it thaws again and from time to time is led out by means of the valve 19 in the water separator and the evaporator 20. The dry, cold air somewhat enriched with nitrogen leaves the cyclone separator 17 through the outlet nozzle 18, the insulated flexible hose 2 and the handpiece 3. It is fed directly onto the part of the body to be treated. The temperature of the air flow is controlled and regulated using the temperature measuring device 21. The temperature regulator is very simple as it is only necessary to vary the quantity of the injected nitrogen. The amount of air can also be easily varied by changing the speed of the fan 14. The nitrogen-enriched air is constantly sucked away by the exhaust fan 22. Should the oxygen content still fall below a permissible value, this is indicated optically and acoustically by means of the oxygen warning device 23.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er en kompakt enhet, som kan bli anbrakt i ethvert rom uten ytre tilførselsledninger. Forrådsbeholderen 6 kan til enhver tid på enkel måte bli utvekslet når nitrogenet i nitrogenlageret 7 går mot slut-ten. Da flytende nitrogen kan bli oppbevart i mindre meng-de direkte i behandlingsrommet er det mulig med korte led-ningsveier. Det er således nødvendig kun med en tilslutning av en elektrisk strømforsyning. Mengden av luft og flytende nitrogen, som skal bli blandet med hverandre, kan være anbrakt adskilt og uavhengig fra hverandre. Temperaturen på den kalde luftstrømmen kan bli valgt på forhånd og innstilt etter ønske eller krav over et større tempera-turområde. Apparatet er driftsklart i løpet av kort tidsrom. Isutskillelsen i syklonutskilleren 17 er sikker og forhindrer på en pålitelig måte at ispartikler treffer kroppsoverflaten til pasienten, hvilke partikler kunne forårsake kuldeskader ved mikronekroser. The device according to the invention is a compact unit, which can be placed in any room without external supply lines. The supply container 6 can be easily exchanged at any time when the nitrogen in the nitrogen storage 7 is running out. As liquid nitrogen can be stored in smaller quantities directly in the treatment room, short conduits are possible. It is thus only necessary to connect an electrical power supply. The amount of air and liquid nitrogen, which are to be mixed with each other, can be placed separately and independently of each other. The temperature of the cold air flow can be selected in advance and set according to desire or requirements over a larger temperature range. The device is ready for operation within a short period of time. The ice separation in the cyclone separator 17 is safe and reliably prevents ice particles from hitting the body surface of the patient, which particles could cause cold injuries in the case of micronecrosis.

Claims

Apparatus for producing a dry, cold air stream for the treatment of rheumatic diseases with a connection (8) for supplying a liquefied gas, e.g. nitrogen, with a low temperature, with a fan (14) for generating the air flow, as well as with a device for heat exchange between liquefied gas and air flow, which enable a separation of the frozen moisture, characterized in that a cyclone separator (17) serves as device for heat exchange in that its inlet is connected to the outlet line of the fan by means of a line (16) into which the connection (8) for the supply of liquid gas flows out, in that an insulated flexible hose (2) is attached to the outlet of the cyclone separator .

2. Apparatus according to claim 1, where the liquid gas is nitrogen, characterized by an electrical blocking device (12) in the connection (8) designed to stop the supply of liquid nitrogen when an exhaust ventilator (22), placed in close proximity to the apparatus, does not is in operation.